【技术实现步骤摘要】
半导体芯片及其制造方法和焊接半导体芯片与载体的方法
本专利技术涉及半导体芯片和半导体芯片与载体的金属化的焊接。一些时间以来为焊接半导体芯片与载体的金属化使用扩散钎焊连接。在此,通过使用焊料来焊接半导体芯片的金属化与载体的金属化。在钎焊过程期间金属从半导体芯片和载体的金属化扩散到液态焊料中并且与该液态焊料一起在凝固后构成一种或者多种高强度的和在温度变化下稳定的金属间相。
技术介绍
因为金属从半导体芯片和载体的金属化扩散到液态焊料中的扩散过程为达到为构成金属间相所需的混匀需要不可忽略的时间,所以与制造这样的钎焊连接关联的处理时间非常长。此外扩散进入的金属的浓度随离开半导体芯片和载体的各自的金属化的距离增加而降低。由此在熔液的不同的区域内出现不同的化学计算的成分。这导致,熔液在凝固后不仅仅由金属间相组成,而且由很大部分的简单的合金组成,这些合金不具有晶格结构,因此不是金属间相。因为传统的合金相较于金属间相具有较小的强度和较小的温度变化下稳定性所以需要一种改进的解决方案。
技术实现思路
为此本专利技术尤其提供一种半导体芯片、一种用于制造半导体芯片的方法以及一种用于制造钎焊连接的方法。本专利技术的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。根据本专利技术的一个方面,半导体芯片包括半导体本体、被施加到该半导体本体上的芯片金属化、以及层堆叠,该层堆叠被施加到芯片金属化的背离半导体本体的下侧上。层堆叠具有数目为N1≥1或者N1≥2的第一子层,以及数目为N2≥2的第二子层。第一子层和第二子层交替地相继地被布置,使得在能够由第一子层构成的每一个第一对的第一子层之间布置有第二子层中的至 ...
【技术保护点】
半导体芯片(1’),包括:半导体本体(10);施加在所述半导体本体(10)上的芯片金属化(11),该芯片金属化具有背离所述半导体本体(10)的下侧(12);施加到所述下侧(12)上的层堆叠(5),该层堆叠具有数目为N1≥1或者N1≥2的第一子层(31‑36),以及数目为N2≥2的第二子层(41‑46),其中所述第一子层(31‑36)和所述第二子层(41‑46)交替地相继地被布置,使得在能够由所述第一子层(31‑36)构成的每一个第一对的第一子层(31‑36)之间布置有所述第二子层(41‑46)中的至少一个,并且在能够由所述第二子层(41‑46)构成的每一个第二对的第二子层(41‑46)之间布置有所述第一子层(31‑36)中的至少一个,其中,所述第一子层(31‑36)中的每一个都具有合金金属或者由合金金属组成;所述第二子层(41‑46)中的每一个都具有焊料或者由焊料组成,该焊料能够与邻接有关的第二子层(4146)的第一子层(31‑36)的合金金属一起构成金属间相。
【技术特征摘要】
2012.09.17 DE 102012216546.01.半导体芯片(1’),包括:半导体本体(10);施加在所述半导体本体(10)上的芯片金属化(11),该芯片金属化具有背离所述半导体本体(10)的下侧(12);施加到所述下侧(12)上的层堆叠(5),该层堆叠具有数目为N1≥1的第一子层(31-36),以及数目为N2≥2的第二子层(41-46),其中所述第一子层(31-36)和所述第二子层(41-46)交替地相继地被布置,使得在能够由所述第一子层(31-36)构成的每一个第一对的第一子层(31-36)之间布置有所述第二子层(41-46)中的至少一个,并且在能够由所述第二子层(41-46)构成的每一个第二对的第二子层(41-46)之间布置有所述第一子层(31-36)中的至少一个,其中,所述第一子层(31-36)中的每一个都具有合金金属或者由合金金属组成,其中能够与至少一个邻接第一子层的第二子层一起构成金属间相的金属或者合金为该第一子层的合金金属;所述第二子层(41-46)中的每一个都具有焊料或者由焊料组成,该焊料能够与邻接有关的第二子层(41-46)的第一子层(31-36)的合金金属一起构成金属间相。2.根据权利要求1所述的半导体芯片(1’),其中,所述第一子层(31-36)的数目为N1≥2。3.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,所述第一和第二子层(31-36、41-46)中最接近半导体本体(10)设置的是所述第一子层(31-36)之一。4.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,所述第一和第二子层(31-36、41-46)中最接近半导体本体(10)设置的是所述第二子层(41-46)之一。5.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,所述第一子层(31-36)中的每一个都具有小于或者等于10μm的厚度(d31、d34)。6.根据权利要求5所述的半导体芯片(1’),其中,所述第一子层(31-36)中的每一个都具有小于或者等于5μm的厚度(d31、d34)。7.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,所述第二子层(41-46)中的每一个都具有小于或者等于10μm的厚度(d41-d44)。8.根据权利要求7所述的半导体芯片(1’),其中,所述第二子层(41-46)中的每一个都具有小于或者等于5μm的厚度(d41-d44)。9.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,所述第二子层(41-46)中的每一个都具有小于或者等于300℃的熔点。10.根据权利要求9所述的半导体芯片(1’),其中,所述第二子层(41-46)中的每一个都具有小于或者等于250℃的熔点。11.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,N2至少为3。12.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,所述第一子层(31-36)中的一个、多于一个或者每一个第一子层的合金金属是下述金属之一:铜(Cu);镍(Ni);银(Ag);金(Au)。13.根据权利要求1或2所述的半导体芯片(1’),其中,所述第二子层(41-46)中的一个、多于一个或者每一个第二子层的焊料具有下述材料中的一种或者由下述材料中的一种组成:锡(Sn);锡-银(SnAg);金-锡(AuSn)或者具有金属锡、锌、和铅中的一种、两种任意的或者三种金属或者由金属锡、锌、和铅中的一种、两种任意的或者三种金属组成的另外的合金。14.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:N·厄施勒,K·特鲁诺夫,F·翁巴赫,
申请(专利权)人:英飞凌科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:德国;DE
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